雙壁鋼吊箱圍堰施工技術(shù)研究

胡心龍

摘 ? ?要：深水橋梁樁基礎(chǔ)的防水構(gòu)筑物主要包括鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰、鋼吊箱圍堰等。其中，鋼吊箱圍堰作為橋梁基礎(chǔ)施工中的阻水結(jié)構(gòu)，具有施工工期短、不用沉入河床、受水流速度影響小、材料用量少等特點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用于深水橋梁樁基礎(chǔ)施工中。本文以位于三峽庫區(qū)的秭歸童莊河渡改橋工程的3號主墩基礎(chǔ)施工為背景，較詳細(xì)的研究了鋼吊箱圍堰現(xiàn)場施工技術(shù)。

目前，三峽旅游經(jīng)濟(jì)帶仍有很大發(fā)展?jié)摿Γl(fā)展區(qū)域特色經(jīng)濟(jì)，交通順暢、便利是先決條件。三峽庫區(qū)是湖北長江的中心地段，是交通規(guī)劃的重點(diǎn)區(qū)域，橋梁建設(shè)工程將越來越多。因此，總結(jié)一套完整的三峽庫區(qū)雙壁鋼吊箱圍堰現(xiàn)場施工工藝，為后續(xù)的工程建設(shè)提供參考，具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：深水樁基;鋼吊箱圍堰;施工技術(shù)

1 ?引言

橋梁在山水地區(qū)跨越障礙、縮短路線時發(fā)揮很大作用，而各地區(qū)之間的交流往來變得頻繁、快速、高效，也對橋梁的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量安全提出更高要求。橋梁的跨徑和寬度在變大，基礎(chǔ)長度和入水深度也在加長加深，那么正確合理的設(shè)計施工，不僅節(jié)約成本，也對橋梁的質(zhì)量提供保障。目前深水橋梁樁基礎(chǔ)采用圍堰的施工方法在我國的橋梁建設(shè)中已得到廣泛應(yīng)用。

2 ?鋼吊箱圍堰結(jié)構(gòu)選擇

鋼吊箱圍堰是為承臺施工而設(shè)計的臨時阻水結(jié)構(gòu)，其作用是通過圍堰底板、側(cè)板和封底混凝土圍水，構(gòu)造無水的施工環(huán)境。鋼吊箱圍堰由底板、側(cè)板、及吊掛系統(tǒng)組成。童莊河渡改橋3#主墩承臺底標(biāo)高為+143.27m，與三峽庫區(qū)在枯水期時水位標(biāo)高十分接近，但比河床面高32m;當(dāng)庫區(qū)在蓄水期時，水面比河床面高62m。因此采用鋼吊箱圍堰是最優(yōu)的辦法。

（1）鋼吊箱圍堰底板既作為封底的底模，也充當(dāng)樁基施工的鉆孔平臺。因此，先在岸邊的兩條完成剛性連接的駁船上組拼底板，然后浮運(yùn)至墩位處拋錨定位，再施工樁基。底板的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計要能抵抗封底底面至水面最大高差時產(chǎn)生的浮力。底板由主龍骨、次龍骨、面板及堵漏板組成。其中龍骨材質(zhì)為Q345B，面板和堵漏板材質(zhì)為Q235B。主龍骨采用HN900×300型鋼，次龍骨采用HM390×300型鋼，面板由工10和6mm花紋鋼板組成;待樁基施工完成、圍堰底板側(cè)板安裝后，將8mm鋼板組成的堵漏板安裝在樁基與底板的空隙處。

（2）鋼吊箱圍堰側(cè)板一般有單壁和雙壁兩種。單壁結(jié)構(gòu)簡單、制作方便，用鋼量少，但是比雙壁結(jié)構(gòu)剛度小、密封性差。雙壁有內(nèi)外壁板，由環(huán)板和豎肋連接，制作復(fù)雜，用鋼量大，但適用于深水且水位循環(huán)漲落的施工環(huán)境。盡管3號主墩承臺為矩形，但考慮到安全的施工環(huán)境、工期、工況、圍堰封底和澆筑情況，采用圓形雙壁鋼吊箱圍堰是最合理的。通過計算，圍堰外徑設(shè)計為33.2m，壁厚1.5m，總高38.042m，分三節(jié)，每個節(jié)段分成24塊。圍堰內(nèi)外壁板均采用8mm厚鋼板，環(huán)板為20mm鋼板，豎肋為75x50x6角鋼，均為Q235B材質(zhì)。

（3）鋼吊箱圍堰的吊掛系統(tǒng)由吊掛分配梁、錨固分配梁、鋼絞線和液壓連續(xù)千斤頂組成。吊掛梁安裝在鋼護(hù)筒上，錨固梁安裝在圍堰底板下方，二者通過鋼絞線連接。圍堰提升下放的高度由液壓千斤頂?shù)闹悄芟到y(tǒng)進(jìn)行精確控制。按最不利工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，吊掛梁采用HN900型鋼，錨固梁采用雙拼工45c型鋼，均為Q235B鋼材;鋼絞線為ΦS15.2mm鋼絞線，fpk=1860MPa;千斤頂單頂最大提升力為350t，共八個。吊掛系統(tǒng)共52個吊點(diǎn)，每個吊點(diǎn)16根鋼絞線成一組，圍堰提升下放時滑動，圍堰固定時由錨具卡住。

3 ?現(xiàn)場施工技術(shù)

3.1 ?圍堰浮運(yùn)定位

鋼吊箱圍堰底板在樁位處拼裝極難保證精度及焊接質(zhì)量，且施工場地有輕微滑坡，拼裝后圍堰底板難以下河。因此在岸邊將兩條駁船通過型鋼連接，建造水上拼裝平臺。拼裝平臺連接定位時要準(zhǔn)確測量，確保型鋼安裝時對稱、水平，避免船舶受力不平衡或覆蓋預(yù)留出的樁位。拼裝平臺完成后即施工圍堰底板，按結(jié)構(gòu)對稱的方式安裝龍骨，嚴(yán)格控制預(yù)留樁位和焊縫質(zhì)量，并探傷檢測，避免返工。圍堰底板浮運(yùn)時，由機(jī)動船牽引駁船，緩慢行駛至墩位處，行駛過程中盡量保證圍堰底板的方向與設(shè)計位置同向;行駛至墩位處后，圍堰底板靠在預(yù)先停留的浮吊旁，然后浮吊將錨鏈另一端與駁船相連，按設(shè)計的錨點(diǎn)將錨錠拋入河中，以此固定圍堰底板;最后由測量對平臺進(jìn)行復(fù)測，小范圍調(diào)整駁船位置，完成定位。

3.2 ?樁基施工

圍堰底板定位完成后即按施工方案插打輔助樁的鋼護(hù)筒，然后進(jìn)行輔助樁的鉆孔、清孔、灌注工作。輔助樁完成后，在輔助樁鋼護(hù)筒頂安裝一部分吊掛系統(tǒng)，利用吊掛系統(tǒng)將圍堰底板的重力從駁船傳遞到輔助樁上，然后稍微提升圍堰底板，使將駁船退出，完成體系轉(zhuǎn)換，固定平臺后便于后續(xù)主墩樁基施工。（1）主墩樁基鋼護(hù)筒插打時，要精確測量定位，避免因護(hù)筒傾斜而樁基傾斜或鉆進(jìn)時卡鉆。（2）鉆孔施工前要先投粘土造漿，并使孔內(nèi)水位高于孔外;尤其在庫區(qū)水位漲落時，孔內(nèi)水位要相應(yīng)變化。鉆孔時要注意在地層變化處放慢速度，進(jìn)尺緩慢時查看渣樣，常測孔的傾斜度和泥漿濃度，確保成孔質(zhì)量和施工進(jìn)度。成孔后保持泥漿不斷循環(huán)，減少孔內(nèi)砂率和孔底沉渣，并及時灌注。（3）鋼筋籠采用長線法制作。需要注意主筋分節(jié)處絲頭和套筒質(zhì)量，確保在分節(jié)處主筋抗拉強(qiáng)度符合要求。鋼筋籠在起吊和翻身時注意吊點(diǎn)選擇，避免鋼筋籠變形，并嚴(yán)格檢查聲測管有無滲漏。（4）水下混凝土灌注前要計算好首封的方量，在保持連續(xù)不斷地灌注過程中，勤拆管并復(fù)核混凝土上升數(shù)據(jù)，確保導(dǎo)管埋深，控制成樁質(zhì)量。

3.3 ?鋼吊箱圍堰側(cè)板安裝

圍堰側(cè)板在工廠制作完成后對照設(shè)計圖檢查其結(jié)構(gòu)和焊接質(zhì)量，然后運(yùn)至墩位處起吊安裝。安裝前要放樣側(cè)板位置，保證圍堰底板在同一水平面，避免側(cè)板拼裝時出現(xiàn)錯臺。圍堰為全焊水密結(jié)構(gòu)，側(cè)板焊接是至關(guān)重要的一步。安裝時要保證位置準(zhǔn)確、豎直、節(jié)段接縫處銜接緊密，減少因錯縫造成的板厚變小問題，使圍堰有更好的剛度。側(cè)板焊接是先焊壁板對接縫，再焊內(nèi)環(huán)板的角接縫等，這樣按順序施工可以減少構(gòu)件焊接變形和內(nèi)應(yīng)力。每塊側(cè)板焊接完成后即進(jìn)行焊縫檢測，對不合格的焊縫鏟除重焊，直至合格后進(jìn)行下一個節(jié)段安裝。圍堰側(cè)板焊接完成后，安裝用于封底的這一部分吊掛系統(tǒng)。

3.4 ?鋼吊箱圍堰下放

圍堰下放前，由測量對鋼護(hù)筒的垂直度、平面位置及底板的平面位置進(jìn)行精確放樣，計算鋼護(hù)筒與圍堰底板的間隙，推算下放到位時的相對位置，然后針對性的安裝堵漏板。在保證結(jié)構(gòu)安全的情況下，對有干擾的地方進(jìn)行切割補(bǔ)強(qiáng)，確保圍堰能順利下放。

3.5 ?圍堰封底

結(jié)合工期和水位情況考慮，通過計算：在庫區(qū)水位標(biāo)高高于+164m時，封底混凝土厚7.5m;低于+164m時，封底混凝土厚5m。在這兩種工況下，分配梁及鋼絞線都滿足要求。由于封底面積太大，根據(jù)混凝土的流動性布置若干組導(dǎo)管，進(jìn)行循環(huán)布料，及時測量混凝土上升高度并針對性的補(bǔ)料，重點(diǎn)關(guān)注堵漏處的混凝土情況，以此保證封底的質(zhì)量，為后續(xù)承臺施工創(chuàng)造良好環(huán)境。

4 ?結(jié)語

本文查閱了國內(nèi)相關(guān)的深水橋梁樁基的施工工藝和方法，對現(xiàn)行的施工方法進(jìn)行總結(jié)歸納。秭歸童莊河渡改橋工程的3號主墩基礎(chǔ)施工采用了雙壁鋼吊箱圍堰，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約了成本、加快了工程的施工進(jìn)度，且在實(shí)際應(yīng)用中安全性高，實(shí)施操作方便，施工工藝成熟，可以完善并進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)：

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